一种牛顿液体粘度在线测量信号采集装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及到一种牛顿液体粘度在线测量信号采集装置。其特征在于所述的牛顿液体粘度在线测量信号采集装置为在被测牛顿液体的溶液池下部外接的一个旁通管式结构，该旁通管式结构由泵液弯管部分、粘度在线测量信号采集管部分、回液弯管部分以及温控电路系统和泵液速度调控电路系统组成。本发明专利技术的牛顿液体粘度在线测量信号采集装置的十字形应力传感器限定在导液直管内的中央，且电动输液泵是以恒定的流量朝一个方向将待测牛顿液体流经十字形应力传感器，因而十字形应力传感器相对于待测牛顿液体的流速是真实的，也就是待测牛顿液体对十字形应力传感器粘度阻力是真实的，因而测量精度高。

A Signal Acquisition Device for On-line Measurement of Newtonian Liquid Viscosity

The invention relates to a signal acquisition device for on-line measurement of Newtonian liquid viscosity. The device is characterized in that the signal acquisition device for on-line measurement of Newtonian liquid viscosity is a bypass pipe structure connected to the lower part of the solution pool of the Newtonian liquid under test. The bypass pipe structure consists of a pump liquid elbow part, a viscosity on-line measurement signal acquisition pipe part, a return liquid elbow part, a temperature control circuit system and a pump liquid speed regulation. Control circuit system composition. The cross-shaped stress sensor of the on-line measurement signal acquisition device for Newton liquid viscosity of the present invention is limited in the center of the straight pipe of the liquid guide, and the electric transfusion pump flows the Newton liquid to be measured through the cross-shaped stress sensor with a constant flow in one direction, so the cross-shaped stress sensor has a velocity relative to the Newton liquid to be measured. It is true, that is to say, the resistance of Newtonian liquid to the cross stress sensor is real, so the measurement accuracy is high.

【技术实现步骤摘要】
一种牛顿液体粘度在线测量信号采集装置
本专利技术涉及到传感器领域，特别涉及到一种牛顿液体粘度在线测量信号采集装置。
技术介绍
目前传统的牛顿液体粘度在线测量信号采集中其传感器工作形式有两种：一种是粘度传感器旋转式，其工作原理是，将粘度传感器浸入待测液体中，传感器在电机的带动下在待测液体中旋转，由于液体有粘度，传感器在待测液体中旋转就会受到阻力，在一定的转速下，粘度越大阻力就越大，因而传感器的输出电压就越大。另一种是粘度传感器摆动式，其工作原理是，将粘度传感器浸入待测液体中，传感器在电机及传动机构的带动下在待测液体中来回摆动，同理由于液体有粘度，传感器在待测液体中来回摆动就会受到阻力，在一定的摆动频率下，粘度越大阻力就越大，因而传感器的输出电压就越大。以上第一种是传感器在待测液体中旋转，由于液体层与层之间也存在阻力，传感器旋转时会带动液体旋转，而液体旋转时各液层离旋转中心越远的切向速度越小，也就说两相邻液层的相对速度有速度差，由于液体有质量和粘度，因而就存在惯性与阻力，这就使得这种速度差在传感器刚刚启动旋转后瞬间的速度差与正常旋转时的速度差不一样，启动旋转后瞬间的速度差大于正常旋转时的速度差，而能真实反映牛顿液体粘度阻力的是启动旋转后瞬间的速度差，也就是说粘度传感器旋转式的牛顿液体粘度在线测量采集的信号是有误差的。同理粘度传感器摆动式牛顿液体粘度在线测量采集的信号也是有误差的。在实际的应用中，许多场合对牛顿液体的粘度精度要求非常高，这就使得传统的牛顿液体粘度在线测量信号采集技术存在一定地局限性。如何克服现有技术的不足，提供一种牛顿液体粘度测量精度高的在线测量信号采集装置，就成了本专利技术主要的研究课题。
技术实现思路
本专利技术的目的就是要克服现有技术的不足，提供一种对牛顿液体的粘度测量精度高的牛顿液体粘度在线测量信号采集装置。为了更好的理解本专利技术，在具体表述本专利技术技术方案之前，先对相关的理论基础做简单陈述。液体分为牛顿液体和非牛顿液体，也有称为牛顿流体和非牛顿流体。我们生活中遇到的大部分是牛顿液体，如：油脂、熔化后松香、许多化工制剂、常用的饮料、水等。只要是牛顿液体均满足以下条件：τ=μv式中：τ-相邻液体层之间的剪切应力；μ-液体的粘度；v–垂直于液体流速方向液层的速度梯度。，当给定一个恒定的泵液速度V和恒定温度T时，垂直于液体流速方向任何一点液层的速度梯度v为常数。这时相邻液体层之间的剪切应力τ与液体的粘度μ为线性关系。设浸没在待测粘度牛顿液体中应力传感器与该液体流速方向平行的侧面的面积为S，则流经应力传感器时，应力传感器两个侧面所受到的剪切力F为：F=2Sτ=2Sμv。根据上述的理论基础，为了实现本专利技术的目的，本专利技术是通过以下技术方案来实现的。一种牛顿液体粘度在线测量信号采集装置，其特征在于所述的牛顿液体粘度在线测量信号采集装置为在被测牛顿液体的溶液池下部外接的一个旁通管式结构，该旁通管式结构由泵液弯管部分、粘度在线测量信号采集管部分、回液弯管部分以及温控电路系统和泵液速度调控电路系统组成；所述泵液弯管部分由进液弯管和电动输液泵组成，所述粘度在线测量信号采集管部分由导液直管、前后中心管、前后定位辐环、十字形粘度应力传感器（另案申请）组成，前后中心管的一端分别定位在十字形粘度应力传感器中心的两侧，前后中心管的另一端分别与前后定位辐环的中心旋接，前后定位辐环定位在导液直管内的前后两端，十字形粘度应力传感器通过前后中心管、前后定位辐环限定在导液直管内的中央；所述粘度在线测量信号采集管部分分别与泵液弯管部分和回液弯管部分一端通过螺纹连接，所述泵液弯管部分和回液弯管部分的另一端口均设有法兰盘，用于通过紧固件与溶液池下部外边对应的连通管口上的法兰盘相连接；为了使待测液体在旁通管式牛顿液体粘度在线测量信号采集装置内的温度与溶液池内的温度相同设有温控电路系统，温控电路系统由包裹在泵液弯管部分、粘度在线测量信号采集管部分和回液弯管部分管外表的加热圈和设置在在泵液弯管部分、粘度在线测量信号采集管部分和回液弯管部分相应位置上的温度传感器以及温控器和继电器组成，所有温度传感器和继电器接入到温控电路系统中的温控器上，由温控器对待测液体的温度及时调控在设定的值；所述泵液速度调控电路系统包括控制面板、单片机、电动输液泵电机驱动电路及电源电路。进一步的，以上所述的十字形粘度应力传感器，设有两根对称设置的测量臂即为粘度传感，其将液体粘度的物理量转化为电信号输入到粘度显示控制记录仪中。进一步的，为了对待测液体有一个可调稳定的输液速度，以保证待液体粘度的精确，以上所述的电动输液泵的电机为步进电机，并配有相应的步进电机控制电路，所述电动输液泵为齿轮泵或叶片泵或柱塞泵。进一步的，为了尽量避免待测液体流经导液直管时产生不必要的紊流，从而影响待测液体粘度的测量精度，所述前后定位辐环均带有导流锥，导流锥可以与前后定位辐环一体式结构也可以分体式结构、所述前后定位辐环的辐片和十字形应力传感器的支撑辐片均设计为超薄型流线双锥型，为便于十字形应力传感器的引线导出装置外，所述后定位辐环至少有一根辐片为中空管结构。进一步的，为了避免漏液以上所述的牛顿液体粘度在线测量信号采集装置的所有连接处均设有相应密封圈。进一步的，以上所述的温度传感器为热电偶或铂电阻。本专利技术是这样工作的：先对待测粘度的牛顿液体设定一个最佳的测量温度和输液速度，将溶液池稀释液自动补给系统和温控电路系统处于工作状态，待溶液池的液体温度到达设定温度时开启输液泵，这时电动输液泵以恒定的流量将待测粘度的牛顿液体从溶液池中泵向导液直管流经十字形应力传感器的测量辐条即粘度传感的两个侧面S，在待测牛顿液体粘度阻力作用下根据公式：F==2Sμv，粘度传感器将液体粘度的物理量转化为电信号输入到粘度显示控制记录仪中。当实际测得的液体粘度值与粘度显示控制记录仪中输入的设定值不一样时，粘度显示控制记录仪经过计算对比，如果实际值小于设定值，则说明液体太稀，粘度显示控制记录仪则发出添加原液指令，原液泵启动，原液阀开启，原液少量多次缓慢地加入溶液池中；如果实际值大于设定值，则说明液体太浓，粘度显示控制记录仪则发出添加稀释液指令，稀释液泵启动，稀释液阀开启，稀释液少量多次缓慢地加入溶液池中。直到实际值与设定值相符，粘度显示控制记录仪则发出报警提示，这时说明溶液池中的待测牛顿液体粘度合格。从上述技术方案中可以看出，本专利技术的牛顿液体粘度在线测量信号采集装置的十字形应力传感器限定在导液直管内的中央，且电动输液泵是以恒定的流量朝一个方向将待测牛顿液体流经十字形应力传感器，因而十字形应力传感器相对于待测牛顿液体的流速是真实的，也就是待测牛顿液体对十字形应力传感器粘度阻力是真实的，因而测量精度高。不同于传统的粘度传感器旋转式和是粘度传感器摆动式这两种，由于液体的惯性这两种传感器相对于待测牛顿液体的流速是不真实，也就是待测牛顿液体对这两种传感器粘度阻力不真实有误差。另外本专利技术的牛顿液体粘度在线测量信号采集装置还对待测粘度的牛顿液体在限定的温度下进行测量，因而所测粘度的精准度更为可靠。为了更好的说明本专利技术，下面结合具体实施方式及其实施例附图做进一步的说明。附图说明图1是本专利技术具体实施例内部结构的主视图，即图2的A-A剖视图。图2是图1的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种牛顿液体粘度在线测量信号采集装置，其特征在于所述的牛顿液体粘度在线测量信号采集装置为在被测牛顿液体的溶液池下部外接的一个旁通管式结构，该旁通管式结构由泵液弯管部分、粘度在线测量信号采集管部分、回液弯管部分以及温控电路系统和泵液速度调控电路系统组成；所述泵液弯管部分由进液弯管和电动输液泵组成，所述粘度在线测量信号采集管部分由导液直管、前后中心管、前后定位辐环、十字形粘度应力传感器组成，前后中心管的一端分别定位在十字形粘度应力传感器中心的两侧，前后中心管的另一端分别与前后定位辐环的中心旋接，前后定位辐环定位在导液直管内的前后两端，十字形粘度应力传感器通过前后中心管、前后定位辐环限定在导液直管内的中央；所述粘度在线测量信号采集管部分分别与泵液弯管部分和回液弯管部分一端通过螺纹连接，所述泵液弯管部分和回液弯管部分的另一端口均设有法兰盘；所述温控电路系统由包裹在泵液弯管部分、粘度在线测量信号采集管部分和回液弯管部分管外表的加热圈和设置在在泵液弯管部分、粘度在线测量信号采集管部分和回液弯管部分相应位置上的温度传感器以及温控器和继电器组成，所有温度传感器和继电器接入到温控电路系统中的温控器上，由温控器对待测液体的温度及时调控在设定的值；所述泵液速度调控电路系统包括控制面板、单片机、电动输液泵电机驱动电路及电源电路；以上所述的十字形粘度应力传感器，设有两根对称设置的测量臂即为粘度传感，其将液体粘度的物理量转化为电信号输入到粘度显示控制记录仪中。...

【技术特征摘要】
1.一种牛顿液体粘度在线测量信号采集装置，其特征在于所述的牛顿液体粘度在线测量信号采集装置为在被测牛顿液体的溶液池下部外接的一个旁通管式结构，该旁通管式结构由泵液弯管部分、粘度在线测量信号采集管部分、回液弯管部分以及温控电路系统和泵液速度调控电路系统组成；所述泵液弯管部分由进液弯管和电动输液泵组成，所述粘度在线测量信号采集管部分由导液直管、前后中心管、前后定位辐环、十字形粘度应力传感器组成，前后中心管的一端分别定位在十字形粘度应力传感器中心的两侧，前后中心管的另一端分别与前后定位辐环的中心旋接，前后定位辐环定位在导液直管内的前后两端，十字形粘度应力传感器通过前后中心管、前后定位辐环限定在导液直管内的中央；所述粘度在线测量信号采集管部分分别与泵液弯管部分和回液弯管部分一端通过螺纹连接，所述泵液弯管部分和回液弯管部分的另一端口均设有法兰盘；所述温控电路系统由包裹在泵液弯管部分、粘度在线测量信号采集管部分和回液弯管部分管外表的加热圈和设置在在泵液弯管部分、粘度在线测量信号采集管部分和回液弯管部分相应位置上的温度传感器以及温控器和继电器组成，所有温度传感器和继电器接入到温控电路系...

【专利技术属性】
技术研发人员：李德福，
申请(专利权)人：福州幻科机电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35